Resource competition affects plankton community structure; evidence from trait-based modeling

Understanding the phenology of phytoplankton species is a challenge and despite a lot of theoretical work on competition for resources, this process is under-represented in deterministic models. To study the main driver of the species selection, we used a trait-based model that keeps phenotypic variability through physiological trait parameterization. Next, we validated the results by using the toxic dinoflagellate Alexandrium minutum which is a toxic species. Due to their monitoring, we show that harmful algae are ideal models for studying ecological niches and for contributing to this more global challenge. As a first step, a dimensionless model of an estuary (France) was built with water temperature and water exchanges deduced from a hydro-dynamic model. The biological parametrization takes into account the size (from pico- to microphytoplankton) and the type of assimilation. The results show that temperature, competition for nutrients and dilution are important factors regulating the community structure and Alexandrium minutum dynamics (more especially the bloom initiation and magnitude). These drivers contribute to the determination of the ecological niche of A. minutum, influence the shape of its blooms and provide potential explanations of its interannual variability. This approach makes the community structure more flexible in order to study how environmental forcings could drive its evolution

Long-term evolution (1988-2008) of Zostera spp. meadows in Arcachon Bay (Bay of Biscay)

The spatial variability of seagrass meadows in Arcachon Bay, was studied between 1988 and 2008 using a combination of mapping techniques based on aerial photographs for intertidal dwarf-grass (Zostera noltti) beds and acoustic sonar for permanently submerged eelgrass (Zostera marina) populations. The results show a severe decline over the period for both species, as well as an acceleration of the decline since 2005 for Z. noltii. The total surface regression over the studied period is estimated to be 22.8 km(2) for Z. noltii and 2.7 km(2) for Z. marina, which represent declines of 33 and 74% respectively. Environmental data time series spanning the same period were investigated in order to seek the causes for such a decline. The calculated inter-annual trends for temperature, salinity, nitrate plus nitrite, ammonia, suspended sediment and chlorophyll a did not identify any clear environmental change capable of explaining the observed seagrass regression. For instance, no evident sign of eutrophication was observed over the study period. On the other hand, we suggest that the observed variations of ammonia in the inner part of the lagoon are a symptom of the seagrasses' disappearance and thus, a first sign indicating a change of the Arcachon Bay ecosystem towards more instability and vulnerability. Several hypotheses to explain the observed seagrass decay are proposed. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved

Proceedings of the 4th International Conference on Transport, Atmosphere and Climate

The "4th International Conference on Transport, Atmosphere and Climate (TAC-4)" held in Bad Kohlgrub (Germany), 2015, was organised with the objective of updating our knowledge on the impacts of transport on the composition of the atmosphere and on climate, three years after the TAC-3 conference in Prien am Chiemsee (Germany). The TAC-4 conference covered all aspects of the impact of the different modes of transport (aviation, road transport, shipping etc.) on atmospheric chemistry, microphysics, radiation and climate, in particular

Desired weight loss and its association with health, health behaviors and perceptions in an adult population with weight excess: One-year follow-up

Background: Metabolic syndrome (MetS) worsens quality of life and increases mortality. Dissatisfaction with weight in patients with MetS may modify the effect of lifestyle interventions to achieve changes in health-related behaviors. Objective: To assess 1-year changes in cardiovascular risk scores, self-perceived general health and health-related behaviors according to observed changes in desired weight loss during the first year of intervention in a large cardiovascular prevention trial. Design: Prospective analysis of the PREDIMED-PLUS trial, including 5,499 adults (55-75 years old) with overweight or obesity at baseline. Methods: The desired weight loss was the difference between ideal and measured weight. Tertiles of change in desired weight loss (1 year vs. baseline) were defined by the following cut-off points: >= 0.0 kg (T1, n = 1,638); 0.0 to -4.0 kg (T2, n = 1,903); <=-4.0 kg (T3, n = 1,958). A food frequency questionnaire assessed diet and the Minnesota-REGICOR questionnaire assessed physical activity. The Framingham equation assessed cardiovascular risks. The changes in the severity of MetS were also assessed. The Beck Depression Inventory assessed depressive symptoms and the SF-36 assessed health-related quality of life. Data were analyzed using general linear models. Results: BMI decreased at T2 and T3 (T1: 0.3, T2: -0.7, T3: -1.9). The most significant improvement in diet quality was observed at T3. Cardiovascular risk decreased at T2 and T3. Mean reductions in MetS severity score were: -0.02 at T1, -0.39 at T2 and -0.78 at T3. The perception of physical health increases in successive tertiles. Conclusions: In older adults with MetS, more ambitious desired weight loss goals were associated with improvements in diet, cardiovascular health and perceived physical health during the first year of a healthy lifestyle intervention programme. Weight dissatisfaction needs to be considered by health professionals

Rapport Alex Breizh. Impact des contrôles environnementaux sur la dynamique des efflorescences de l’algue toxique Alexandrium minutum en Rade de Brest. Modélisation en compétition interspécifique.

Depuis 2012, la rade de Brest a été l’objet de fermetures administratives de commercialisation de coquillages et de ramassage en raison des toxicités induites par le développement de la microalgue nuisible Alexandrium minutum. Le suivi terrain existant depuis 2009 à la Pointe du château (estuaire de la Mignonne, Daoulas) a été renforcé en 2016 dans le cadre de ce projet (AlexBreizh) afin de cerner la dynamique de croissance de cette microalgue en lien avec les facteurs environnementaux et la dynamique des autres espèces phytoplanctoniques. Ce suivi hebdomadaire de 12 années a permis de comprendre la dynamique saisonnière de cet environnement et sa variabilité interannuelle. Alexandrium minutum est observé uniquement dans la période qui s’étend d’avril à septembre et les maximums d’abondance sont en juin et juillet. Selon les années, le bloom démarre en mai (printemps chauds comme en 2014) ou juin (2013, printemps froid). La température de 15°C est l’indicateur du démarrage possible d’un bloom, ce qui a été aussi vérifié sur d’autres sites bretons. Les maximas sont liés aux conditions estivales de débits, de forts débits entrainant des apports conséquents en nitrates et phosphates qui stimulent la croissance d’A. minutum et lui permettent de dominer la flore phytoplanctonique. Ce fut le cas en 2012 où l’été a été exceptionnellement pluvieux. La communauté phytoplanctonique en hiver est au repos. A partir de mars on observe une succession écologique avec d’abord un développement du microphytoplancton alors que les concentrations en azote et phosphore du milieu sont élevées (débits hivernaux forts) suivi par le nanophytoplancton puis le picophytoplancton en été. A l’occasion de crues estivales, c’est à nouveau le microphytoplancton qui se développe. Ces mesures de l’ensemble de la communauté phytoplanctonique ont pu être réalisées dans AlexBreizh par l’utilisation de la cytométrie in situ. L’ensemble des données mesurées, intégré dans la base Quadrige2 et consultable par tous, a permis de tester différentes analyses afin de mettre en évidence des liens entre paramètres environnementaux et développement d’Alexandrium minutum. Les analyses de niche écologique montrent une préférence d’Alexandrium minutum pour les conditions estivales (température et lumière élevées) avec une tolérance pour des conditions plus estuariennes ainsi que des conditions environnementales plus favorables en Bretagne pour le développement d’A. minutum. L’analyse fonctionnelle sur les taxons de microphytoplancton a mis en évidence 3 périodes 2009 – 2011, 2011 – 2015 et 2015 – 2018. La première est associée à la dominance de Chaetoceros  qui décline ensuite, la deuxième est représentée par la dominance d’A. minutum et la troisième correspond au déclin d’A. minutum ainsi qu’à une plus grande précocité des blooms de microphytoplancton. Appliqué à l’estuaire de Daoulas, un modèle numérique de dynamique d’A. minutum en compétition avec 72 autres phénotypes de phytoplancton a mis en évidence et hiérarchisé les facteurs de contrôle d’A. minutum. Ce dernier est contrôlé d’abord par la température puis par les phosphates et enfin par les nitrates en été. Ce modèle adimensionnel simule les 10 années mesurées et reproduit la variabilité saisonnière et interannuelle d’A. minutum et de l’ensemble de la communauté phytoplanctonique mais sous-estime les concentrations de phosphate en été et donc les abondances du microphytoplancton, fortement limitées par les phosphates. Ce biais réduit sa capacité à simuler des scénarios de réduction des apports en azote et phosphore, le phosphore étant largement plus limitant que l’azote. Il met néanmoins en évidence le fort déséquilibre trophique existant dans les milieux du fond de la rade de Brest où les apports excessifs d’azote par les fleuves Mignonne et Aulne  (et les autres aussi) provoquent des rapports azote/phosphore extrêmement élevés. Plusieurs pistes d’évolution du modèle ont été testées comme la prise en compte des kystes (phase de dormance d’A. minutum et d’autres espèces), la mixotrophie (capacité à assimiler de la matière organique en plus de la photosynthèse) ou l’apport de cellules venant de la rade. Ces travaux n’ont pas amélioré le modèle et il est ainsi possible d’affirmer que le bloom d’A. minutum est essentiellement lié à sa capacité photosynthétique et de développement local. L’extension du modèle à l’ensemble de la rade est en cours mais compliquée du fait de la gestion des frontières ouvertes avec la Mer d’Iroise ce qui suppose plus d’informations sur les 72 phénotypes simulés. La comparaison du suivi de la Pointe du Château avec les suivis existant en rade, centre Rade (Lanvéoc) et entrée de la rade (Ste Anne) montre l’aspect particulier de l’estuaire de Daoulas avec un développement local et des abondances de nanophytoplancton, picophytoplancton et A. minutum bien supérieures au centre et entrée de la rade. Enfin, un système d’alerte est testé sur les 12 années, basé sur le suivi journalier des débits, température et coefficient de marée. Il est une ouverture vers un système plus robuste à perfectionner et une mise en place opérationnelle possible

Core–Shell Nanorods as Ultraviolet Light-Emitting Diodes

Existing barriers to efficient deep ultraviolet (UV) light-emitting diodes (LEDs) may be reduced or overcome by moving away from conventional planar growth and toward three-dimensional nanostructuring. Nanorods have the potential for enhanced doping, reduced dislocation densities, improved light extraction efficiency, and quantum wells free from the quantum-confined Stark effect. Here, we demonstrate a hybrid top-down/bottom-up approach to creating highly uniform AlGaN core–shell nanorods on sapphire repeatable on wafer scales. Our GaN-free design avoids self-absorption of the quantum well emission while preserving electrical functionality. The effective junctions formed by doping of both the n-type cores and p-type caps were studied using nanoprobing experiments, where we find low turn-on voltages, strongly rectifying behaviors and significant electron-beam-induced currents. Time-resolved cathodoluminescence measurements find short carrier liftetimes consistent with reduced polarization fields. Our results show nanostructuring to be a promising route to deep-UV-emitting LEDs, achievable using commercially compatible methods

Core-Shell Nanorods as Ultraviolet Light-Emitting Diodes.

Existing barriers to efficient deep ultraviolet (UV) light-emitting diodes (LEDs) may be reduced or overcome by moving away from conventional planar growth and toward three-dimensional nanostructuring. Nanorods have the potential for enhanced doping, reduced dislocation densities, improved light extraction efficiency, and quantum wells free from the quantum-confined Stark effect. Here, we demonstrate a hybrid top-down/bottom-up approach to creating highly uniform AlGaN core-shell nanorods on sapphire repeatable on wafer scales. Our GaN-free design avoids self-absorption of the quantum well emission while preserving electrical functionality. The effective junctions formed by doping of both the n-type cores and p-type caps were studied using nanoprobing experiments, where we find low turn-on voltages, strongly rectifying behaviors and significant electron-beam-induced currents. Time-resolved cathodoluminescence measurements find short carrier liftetimes consistent with reduced polarization fields. Our results show nanostructuring to be a promising route to deep-UV-emitting LEDs, achievable using commercially compatible methods